Satélite chinês supera Starlink com recorde impressionante de laser a 36.000 km de distância.

Num observatório no sudoeste da China, investigadores mostraram até onde já é possível levar a tecnologia laser para comunicações por satélite. Com um emissor no espaço que tem pouco mais potência do que uma luz de presença, conseguiram criar uma ligação de dados mais rápida do que muitas ligações de fibra ótica - e, segundo a comparação apresentada, também mais veloz do que as ligações típicas da Starlink.

O que aconteceu a 36.000 quilómetros de altitude

A experiência decorreu entre um satélite em órbita geoestacionária e o Observatório de Lijiang, na província de Yunnan. Nessa órbita, o satélite “fica” sempre sobre o mesmo ponto da Terra, a cerca de 36.000 quilómetros de altitude.

A partir daí, o satélite lançou um feixe de laser em direção ao solo. A potência de emissão foi de apenas 2 watts. É uma ordem de grandeza muito próxima da de uma lâmpada fraca, e não da de um transmissor rádio ou laser de elevada potência.

2 watts, 36.000 quilómetros de distância, 1 gigabit por segundo – esta combinação torna o teste tão invulgar.

Quando o feixe entrou na atmosfera terrestre, surgiu o verdadeiro obstáculo: camadas de ar com temperaturas diferentes desviam continuamente a luz, mesmo que seja de forma mínima. O feixe fica deformado, fragmentado e, em certos momentos, praticamente desfocado. No solo, já não chega um cone de luz limpo e estável, mas sim um padrão tremeluzente e distorcido.

O truque no solo: um telescópio como “oficina de reparação do laser”

Em vez de se limitarem a instalar um recetor sensível e esperar que luz suficiente chegasse ao destino, os investigadores reforçaram ao máximo a parte terrestre do sistema. A peça central é um telescópio de 1,8 metros, encarregado de captar o feixe laser.

Depois disso, entra em ação um sistema de correção em duas fases:

• 357 microespelhos, que se deformam em tempo real para suavizar a frente de onda da luz recebida (ótica adaptativa).
• Um conversor de luz de múltiplos planos, que divide a luz já corrigida em vários modos fundamentais e reúne os canais mais fortes.

Na primeira fase, o sistema mede de forma contínua as distorções e ajusta os microespelhos em conformidade. A atmosfera “puxa” o feixe para vários lados e o conjunto de espelhos responde - muitas centenas de vezes por segundo.

Na segunda fase, a ótica separa o sinal em oito canais. O recetor seleciona depois os três com melhor qualidade e combina-os antes de iniciar o processamento de dados propriamente dito. Os investigadores descrevem isto como uma combinação entre ótica adaptativa e “receção por diversidade de modos” (AO-MDR).

Em vez de perder a luta contra a turbulência, o sistema aproveita a estrutura fragmentada do feixe e escolhe as partes mais úteis.

Qual foi, na prática, a velocidade da ligação?

Com esta arquitetura, a equipa reporta uma velocidade de ligação descendente de 1 gigabit por segundo - ou seja, 1 Gbps - a partir de um satélite geoestacionário para a Terra. Em várias referências, este valor é comparado com uma ligação típica da Starlink, que costuma situar-se na faixa dos cerca de 100 a 200 megabits por segundo.

Os próprios investigadores ilustram a escala da demonstração de forma simples: a ligação seria suficiente para transferir um filme em alta definição de Xangai para Los Angeles em menos de cinco segundos - note-se, através de uma ligação direta por satélite e não por uma rede de fibra ótica sob o Pacífico.

Outro ponto importante é a fiabilidade. Sem o sistema de correção combinado, apenas uma parte do sinal podia ser aproveitada de forma útil. Com o AO-MDR, a proporção de pacotes de dados aproveitáveis subiu, segundo o relatório, de 72 por cento para 91,1 por cento. Isso transforma um bom recorde de laboratório numa tecnologia que, mais tarde, poderá vir a ter utilidade em redes reais.

Porque é que a distância torna o desempenho tão impressionante

Os satélites geoestacionários têm uma vantagem enorme: permanecem sobre o mesmo ponto da superfície terrestre. Isso reduz de forma significativa o esforço e os custos das estações de solo. Os terminais dos utilizadores não precisam de seguir o satélite; as antenas podem manter-se fixas.

O preço dessa vantagem é a distância. O sinal tem de percorrer 36.000 quilómetros num sentido e mais 36.000 no outro. Para comparação, os satélites da Starlink voam apenas a algumas centenas de quilómetros de altitude. A atenuação ao longo de um trajeto tão maior é imensa - cada watt adicional de potência de emissão conta.

Parâmetro	Ligação laser geoestacionária	Ligação rádio LEO típica (Starlink)
Altitude	≈ 36.000 km	≈ 550 km
Potência de emissão (teste)	2 watts (laser)	muito superior, rádio
Velocidade de ligação descendente	1 Gbit/s	tipicamente 100–200 Mbit/s
Movimento do satélite	aparentemente estacionário	a deslocar-se rapidamente pelo céu

O facto de uma plataforma geoestacionária conseguir atingir nível gigabit a esta distância e com tão pouca potência envia uma mensagem clara: as ligações óticas não precisam de ficar atrás do rádio e da fibra ótica, desde que a tecnologia no solo esteja à altura.

Para que poderão servir estas ligações laser

O sistema atual ainda não é um produto para o mercado de massa. Lijiang é um observatório profissional, não um quintal com uma parabólica. Esta configuração parece mais adequada como nó central de uma futura rede.

Alguns possíveis cenários de utilização incluem:

• Ligações troncais entre continentes, onde grandes volumes de dados passam por poucos nós de alta capacidade.
• Comunicações militares e governamentais, em que se pretende combinar grandes débitos com feixes estreitos e mais difíceis de intercetar.
• Observação da Terra, quando os satélites precisam de enviar enormes quantidades de imagens para o solo quase em tempo real.
• Redes de emergência em caso de falhas em larga escala da infraestrutura terrestre, como depois de catástrofes naturais.

A comunicação laser tem várias vantagens face à tecnologia rádio tradicional: usa feixes muito mais estreitos, interfere pouco com outros sistemas e é mais difícil de localizar. Ao mesmo tempo, é muito menos tolerante a paredes ou a nuvens densas - é indispensável ter linha de vista livre.

Como a ótica adaptativa foi “emprestada” da astronomia

O princípio da ótica adaptativa nasceu na astronomia. Os grandes telescópios usam espelhos deformáveis para tornar mais nítidas as estrelas, que ficam desfocadas pela atmosfera. Sensores medem a forma como a imagem é distorcida e motores empurram ou puxam uma fina camada espelhada até a imagem voltar a ficar nítida.

Foi precisamente esse truque que os investigadores chineses aplicaram agora aos feixes de comunicação. Em vez de estrelas, afinam bits. E, com a combinação entre ótica adaptativa e diversidade de modos, conseguem não só imagens bonitas, mas também fluxos de dados robustos.

Riscos, limites e o que ainda falta

Mesmo assim, a tecnologia não está livre de desvantagens. O clima e as condições de visibilidade continuam a ser um ponto fraco central. Nuvens densas, nevoeiro ou poeiras podem enfraquecer bastante o feixe ou bloqueá-lo por completo. Para uma rede global, seriam por isso necessárias muitas estações de solo instaladas em locais climaticamente o mais estáveis possível.

A isto somam-se:

• Custos elevados de telescópios de grande porte e ótica de precisão.
• Ajuste complexo de espelhos, óticas e sistemas de seguimento.
• Coordenação com o tráfego aéreo, para impedir que os feixes laser interfiram com aeronaves.

Há também uma dimensão política relevante. Quem controlar hubs laser geoestacionários passa a ter uma alavanca poderosa sobre os fluxos globais de dados. A demonstração de Lijiang mostra que a China não quer ficar para trás neste domínio, antes pretende ajudar a definir padrões e referências.

Para o setor espacial e das telecomunicações, o teste é um sinal claro: a comunicação ótica por satélite está a sair da fase puramente académica e a aproximar-se lentamente de aplicações práticas. Enquanto empresas como a SpaceX continuam a conquistar o mercado de massa com redes rádio como a Starlink, a investigação vai preparando a próxima geração de autoestradas de dados no espaço.

Quem, daqui a alguns anos, construir ou regular infraestruturas globais de dados dificilmente poderá ignorar as ligações laser a partir de posições geoestacionárias. A experiência de Yunnan mostra como esse bloco pode ser montado - e que um feixe pequeno, mas bem controlado, ainda consegue dizer muita coisa a 36.000 quilómetros de distância.